Modélisation thermique de bouilleurs à tubes horizontaux : étude numérique et validation expérimentale

par Robert (1968-.... Roser

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Lounès Tadrist.

Soutenue en 1999

à Aix-Marseille 1 .


  • Résumé

    Ce travail porte sur le dimensionnement thermique des bouilleurs a tubes horizontaux avec evaporation extra-tubulaire equipes de tubes lisses. Les methodes utilisees actuellement presentent une grande incertitude, aussi bien en ce qui concerne les correlations d'evaluation du coefficient d'echange au niveau d'un tube, que pour la modelisation de l'ecoulement diphasique a l'echelle du bouilleur. L'objectif du present travail est de contribuer a l'amelioration de ces methodes de dimensionnement. Il comprend une etude experimentale sous des conditions representatives des principales applications de ces appareils : un hydrocarbure (du n-pentane) circulant a faible flux massique. Cette etude a permis d'analyser la structure de l'ecoulement local par des mesures du taux de vide, et de developper sur cette base des correlations de prediction du taux de vide, de la perte de pression par frottement et du coefficient d'echange thermique. L'approche adoptee est originale, du fait que ces correlations utilisent la vitesse du liquide a l'aire de passage minimale entre les tubes comme variable caracterisant les effets hydrodynamiques sur la perte de pression par frottement et le coefficient d'echange. Ces correlations se montrent nettement mieux adaptees que celles qui sont proposees dans la litterature, qui sont une transposition empirique des methodes utilisees pour les ecoulements a l'interieur d'un tube. Par ailleurs, une nouvelle application du code de calcul mc3d a ete developpee dans le cadre de ce travail, integrant les correlations developpees dans l'etude experimentale et permettant de modeliser l'ecoulement diphasique au niveau du bouilleur, ce qui represente un progres important par rapport aux methodes simplifiees utilisees dans la pratique.


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  • Détails : [361] p
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